【正文】 章 緒論1第一章 緒論 課題背景和意義對于 ERP 這類龐大而復(fù)雜的軟件系統(tǒng)來說，不同的用戶通常有著不同的個性化需求，并且隨著時間的變化，有些用戶的業(yè)務(wù)規(guī)則可能經(jīng)常發(fā)生變化，因此，在開發(fā)一個 ERP 系統(tǒng)時，分析和設(shè)計人員需要非常小心地注意這些可能頻繁地發(fā)生變化的地方。圖 20 幅，表 18 個，參考文獻 55 篇。在ERP 基礎(chǔ)框架的應(yīng)用中，論文給出了用 Drools 規(guī)則引擎來實現(xiàn)數(shù)據(jù)校驗、數(shù)據(jù)聯(lián)動、信息交換平臺等功能模塊的解決方案，探討了使用 Drools 規(guī)則引擎時可能遇到的性能問題及解決辦法。本文重點討論如何在 ERP 系統(tǒng)中應(yīng)用規(guī)則引擎技術(shù)，以提高系統(tǒng)的動態(tài)可修改性，并降低維護的成本。這種解決方法的缺點是：它只能在一個相對固定的范圍內(nèi)工作，超出這個范圍，它就會失控或無能為力；使用腳本語言的地方則性能低下，并且非專業(yè)技術(shù)人員很難進行維護。作者簽名： 導(dǎo)師簽名 日期： 年 月 日Drools 規(guī)則引擎在 ERP 系統(tǒng)中的應(yīng)用摘 要：ERP 軟件作為一個通用產(chǎn)品，需要靈活地適應(yīng)不同客戶的個性化需求，也需要適應(yīng)客戶業(yè)務(wù)規(guī)則的經(jīng)常性變化，這要求ERP 軟件是高度可配置、可修改的；這種配置和修改工作最好能由ERP 實施顧問和沒有技術(shù)背景的業(yè)務(wù)人員來完成，以降低系統(tǒng)的維護成本。為了達到這個目標，傳統(tǒng)的解決辦法是通過精心設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或文件配置系統(tǒng)來支持系統(tǒng)的可配置性，少數(shù)經(jīng)常需要動態(tài)修改的地方則借助于腳本語言來完成。自上世紀八十年代出現(xiàn)規(guī)則引擎技術(shù)后，人們即寄希望于它能解決此類難題，但直到近十年來，規(guī)則引擎技術(shù)逐漸成熟，性能大幅提升，業(yè)界才出現(xiàn)少量成功案例。本文首先介紹了規(guī)則引擎的工作原理，討論了規(guī)則引擎常用的兩種模式匹配算法――RETE 算法和 LEAPS 算法的原理；接著從實用的角度簡明地分析了 Drools 規(guī)則引擎的開發(fā)、測試及部署技術(shù)；最后文章系統(tǒng)地探討了如何在 ERP 基礎(chǔ)框架和 ERP 業(yè)務(wù)場景中應(yīng)用Drools 規(guī)則引擎,以及應(yīng)用中可能遇到的典型問題及解決辦法。在 ERP 業(yè)務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用中，論文從 ERP 財務(wù)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)兩方面探討了Drools 規(guī)則引擎的使用方法，最后，論文還探討了如何建立一個容易閱讀和理解的領(lǐng)域語言，以便業(yè)務(wù)人員能用它來描述業(yè)務(wù)規(guī)則，從而降低系統(tǒng)的維護成本。關(guān)鍵詞：Drools；規(guī)則引擎；ERP；RETE；LEAPS分類號： TP311The Application of Drools Rules Engine in ERP Systems Abstract：An ERP system, as a generalpurpose software system, should adapt to various requirements and changeful business rules of its customers. This requires the ERP software is highly configurable and modifiable. In order to reduce the system maintenance costs, the changeful business rule base should preferably be maintained by ERP consultants or business people without any technical background. To achieve this goal, the traditional solution is building a configurable database system or file system elaborately, and using scripting language in some special places. But this solution has some obvious defects, such as it can work fine only in a fixed scope, beyond that, it will out of control。在分析時需要將未來可能經(jīng)常變化的功能模塊與未來不會或很少發(fā)生變化的功能模塊進行分離；在開發(fā)和設(shè)計時又往往需要采用一些特別的技術(shù)，以便將來能方便地進行配置或低成本地進行修改。上世紀八十年代規(guī)則引擎出現(xiàn)了，它一出現(xiàn)就得到廣泛重視，被寄望于能徹底解決此類問題，但由于技術(shù)不成熟，性能低下，在當時的實際應(yīng)用中罕見成功案例。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)的信息化程度越來越高；今天，絕大多數(shù)現(xiàn)代企業(yè)的日常經(jīng)營不得不依賴于信息系統(tǒng)。但對于 ERP這類復(fù)雜的信息系統(tǒng)來說，其修改和維護決不是一件簡單的事。于是技術(shù)人員不得不花費更多的時間和精力在溝通和理解業(yè)務(wù)需求上；(4)公司的經(jīng)營策略和業(yè)務(wù)規(guī)則可能需要專門的業(yè)務(wù)人員進行集中管理、并且不斷積累，傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)把經(jīng)營策略和業(yè)務(wù)規(guī)則分散地固化在信息系統(tǒng)的不同角落，根本無法集中管理；(5)公司復(fù)雜的業(yè)務(wù)規(guī)則可能需要一個簡單而強大的規(guī)則系統(tǒng)進行描述和管理，工程碩士學(xué)位論文 第一章 緒論2業(yè)務(wù)規(guī)則的執(zhí)行需要有跡可尋，正確性必須有保證，以免給公司造成經(jīng)營上的損失。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 規(guī)則引擎的研究現(xiàn)狀規(guī)則引擎（Rule Engine） [1]這個詞雖然二十多年前就已經(jīng)出現(xiàn)了，但直到現(xiàn)在它都不是一個非常明確的概念，我們很難明確地定義一個規(guī)則引擎應(yīng)該具有哪些功能，應(yīng)該以什么樣的方式工作。但一方面它僅是 JAVA社區(qū)進程（JCP）對基于 JAVA的規(guī)則引擎所定義的規(guī)范，JCP 范圍之外并不一定認可這種規(guī)范；另一方面，JSR 94對規(guī)則引擎僅定義了一個最基本的規(guī)范，可以說相當粗糙，它對于規(guī)則引擎的具體實現(xiàn)方法、工作方式、應(yīng)該達到的性能標準等均沒有明確定義；它甚至沒有定義一個通用的規(guī)則描述語言。從廣義上說，任意一個能夠?qū)⒁?guī)則作用于數(shù)據(jù)之上并能產(chǎn)生結(jié)果的系統(tǒng)都可以稱為規(guī)則引擎 [3]。人們普遍認為規(guī)則引擎起源于基于規(guī)則的專家系統(tǒng)（Rule Based Expert System 簡稱 RBES） [4]，從目前常見的規(guī)則引擎系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)看，它們與RBES基本上都是相似的。而推理引擎又由模式匹配器（Pattern Matcher） 、議程（Agenda）和執(zhí)行引擎（Execution Engine）組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如下 [6]：圖 推理引擎結(jié)構(gòu)圖工程碩士學(xué)位論文 第一章 緒論3系統(tǒng)工作時，模式匹配器根據(jù)規(guī)則庫對事實庫內(nèi)的所有事實進行模式匹配，從而決定哪些規(guī)則將被執(zhí)行的；議程管理模式匹配器挑選出來的規(guī)則，決定它們的執(zhí)行次序；執(zhí)行引擎則負責規(guī)則的執(zhí)行。產(chǎn)生式的基本形式是：P→Q 或者 IF P THEN Q　 （公式）其中 P是產(chǎn)生式的前提，也稱為前件或條件，由事實（fact）的邏輯組合構(gòu)成，它給出了產(chǎn)生式可否使用的先決條件；Q 是一組結(jié)論或操作，也稱為產(chǎn)生式的后件或動作，它指出當前提 P滿足時，應(yīng)該推出的結(jié)論或應(yīng)該執(zhí)行的動作?！　∫驗楫a(chǎn)生式表示格式固定，形式簡單，規(guī)則間相互較為獨立，沒有直接關(guān)系，這使規(guī)則庫的建立較為容易。所以，產(chǎn)生式或其變形常用作規(guī)則系統(tǒng)的規(guī)則表示方法。具體來說就是（以正向推理為例） ，針對事實庫中任意的事實 Fi,模式匹配器試著用它匹配條件 P，如果匹配成功，則將 Fi添加到議程中，并由議程給它所對應(yīng)的動作 Qi分配一個執(zhí)行優(yōu)先級，把 Qi放入待執(zhí)行序列；如果匹配失敗，則不處理 Fi?！　』诋a(chǎn)生式的規(guī)則系統(tǒng)一般能執(zhí)行三類推理：正向推理、逆向推理和雙向推理。所謂反向推理是指從目標（作為假設(shè)）出發(fā)，反向使用規(guī)則，求得已知事實，可稱為目標驅(qū)動方式。Drools目前只支持正向推理。正因如此，所以目前大多數(shù)的理論研究都集中在如何改進模式匹配的算法上。一些商業(yè)性規(guī)則系統(tǒng)宣稱實現(xiàn)了 RETE II或 RETE III之類的算法，這些估計都是RETE算法的改進版，筆者并沒有見到過任何公開發(fā)表的、公認的 RETE III之類算法介紹。在規(guī)則引擎標準化領(lǐng)域，目前只有 JCP制定過 JSR 94規(guī)范。目前業(yè)界比較有影響的規(guī)則引擎產(chǎn)品主要有 ILOG JRules、Jess、Drools等，其中 Drools為著名開放源代碼組織 JBOSS的開源規(guī)則引擎產(chǎn)品。這是一種寬松的、對商業(yè)應(yīng)用友好的許可協(xié)議，使用者可以在需要時修改 Drools源代碼來滿足自己的需要，修改后的產(chǎn)品可作為開源或商業(yè)產(chǎn)品自由發(fā)布或銷售。規(guī)則引擎主要應(yīng)用在那些存在大量業(yè)務(wù)規(guī)則、業(yè)務(wù)規(guī)則經(jīng)常發(fā)生變化、或者需要集中管理業(yè)務(wù)規(guī)則的地方,它也可以作為一個內(nèi)嵌的引擎用于需要動態(tài)進行決策的軟件系統(tǒng)中。　 規(guī)則引擎具有強大的動態(tài)管理業(yè)務(wù)邏輯的能力，能夠很好地應(yīng)用于前面所述的各種場合。一方面，規(guī)則引擎是一個復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，在熟練地使用它之前需要一定的學(xué)習(xí)成本；一旦使用了規(guī)則引擎就必須按它特有的方式來配置和管理規(guī)則。即使在規(guī)則引擎能夠勝任的場合，也可能存在其它可替代規(guī)則引擎的技術(shù)。如果規(guī)則能夠清晰方便地使用配置系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫來描述，那么通過精心的設(shè)計，完全可以通過配置系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫的修改來影響系統(tǒng)的行為，達到與使用規(guī)則引擎相同的效果。工程碩士學(xué)位論文 第一章 緒論52）使用腳本技術(shù)。腳本技術(shù)的缺點是性能低下、規(guī)則分散，并且非專業(yè)技術(shù)人員很難維護。但隨著規(guī)則引擎技術(shù)的日益成熟，其巨大的優(yōu)勢便逐漸顯露出來。具體研究內(nèi)容如下：規(guī)則引擎的工作原理Drools 規(guī)則引擎的開發(fā)技術(shù)基于規(guī)則引擎的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計思想Drools 規(guī)則引擎在 ERP系統(tǒng)中的應(yīng)用場景Drools 規(guī)則引擎的性能問題如何低成本地維護經(jīng)常變化的業(yè)務(wù)規(guī)則庫 論文的組織結(jié)構(gòu)本文共分 6章來討論 Drools規(guī)則引擎在 ERP系統(tǒng)中的應(yīng)用。各章的主要內(nèi)容如下：第二章　介紹什么是規(guī)則引擎、規(guī)則引擎的發(fā)展現(xiàn)狀及常見應(yīng)用場景；本文的研究內(nèi)容及文章的組織結(jié)構(gòu)。討論 Drools規(guī)則引擎系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境、規(guī)則的表征以及如何使用 Drools進行開發(fā)、測試及部署。第四章　討論如何在實際的 ERP業(yè)務(wù)中使用 Drools規(guī)則引擎、討論在典型的財務(wù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用場景中使用 Drools、使用過程中可能產(chǎn)生的問題及解決辦法。工程碩士學(xué)位論文 第二章 相關(guān)理論基礎(chǔ)7第二章 相關(guān)理論基礎(chǔ)本章介紹 Drools 規(guī)則引擎的工作原理。 Drools 規(guī)則引擎的基本概念　Drools 早先是一個由 Bob McWhirter開發(fā)的開源項目 [10]，后來被著名的開源組織 JBOSS接管，并逐漸成為當今最具影響力的開源規(guī)則引擎。Drools ，它在規(guī)則描述、系統(tǒng)概念、開發(fā)接口、多線程規(guī)則匹配、規(guī)則流等方面進行了較大的改進甚至重新設(shè)計 [11]。 Drools 規(guī)則系統(tǒng)　　完整的 Drools規(guī)則系統(tǒng)被分成了四大組成部分，它們是：Drools Guvnor (BRMS/BPMS)、Drools Expert (rule engine)、Drools Flow (process/workflow)和 Drools Fusion (event processing/temporal reasoning)。Drools Expert就是狹義上的“規(guī)則引擎” ，它是一個獨立的、可以嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中使用的規(guī)則引擎。Drools Fusion用于在規(guī)則系統(tǒng)中支持復(fù)雜事件處理（Complex Event Processing簡稱 CEP）以及時序推理 [12]。本文主要關(guān)注 Drools Expert系統(tǒng)的開發(fā)以及它在 ERP系統(tǒng)中的應(yīng)用。 Drools 規(guī)則系統(tǒng)上一節(jié)我們提到，規(guī)則引擎起源于基于規(guī)則的專家系統(tǒng)（RBES） ，并且介紹過 RBES的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，Drools 規(guī)則引擎的系統(tǒng)構(gòu)架與 RBES的系統(tǒng)架構(gòu)有很大的相似性。開始工作時，Drools 首先把所有規(guī)則讀入 Production Memory，再把事實插入到 Working Memory，然后系統(tǒng)開始進行匹配工作，一個有大量規(guī)則和事實的系統(tǒng)可能會有很多條規(guī)則被成功匹配，此時這些規(guī)則被稱為具有沖突性。以正向推理為例，下圖描述了整個推理的過程：圖 Drools的正向推理過程2. 2 RETE 算法如圖 ，Drools 的推理引擎使用的模式匹配算法 [14]是 ReteOO和Leaps，所謂 ReteOO算法其實是對 Rete算法的一種改進，Drools 為面向?qū)ο笙到y(tǒng)（Object Oriented System）增強并優(yōu)化了 Rete算法 [15]。 RETE 算法1) RETE算法介紹　　Rete（拉丁語“網(wǎng)絡(luò)”的意思）算法最早在 1979年由美國卡耐基它至今仍被認為是效率最高的正向推理算法之一。工程碩士學(xué)位論文 第二章 相關(guān)理論基礎(chǔ)9　　Rete 算法可以分為規(guī)則編譯和運行時執(zhí)行兩部分。在匹配網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)從根節(jié)點進